Rf శక్తి పెంపకం

ప్రపంచవ్యాప్తంగా అనేక వైర్‌లెస్ పరికరాలు పనిచేస్తున్నాయి, ఇది ప్రజల జీవితాన్ని చాలా రకాలుగా మరియు సౌకర్యవంతంగా చేస్తుంది, అయితే ఈ వైర్‌లెస్ పరికరాలన్నీ వాటిని ఉపయోగించడానికి మళ్లీ మళ్లీ ఛార్జ్ చేయాల్సిన అవసరం ఉంది. అయితే, పరికరాలను ఛార్జ్ చేయడానికి, డేటాను బదిలీ చేసే అదే రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీని మనం ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సాంకేతికత పరికరం లోపల సర్క్యూట్‌ను శక్తివంతం చేయడానికి బ్యాటరీల వాడకాన్ని తగ్గిస్తుంది లేదా వదిలివేస్తుంది. చలన లేదా సౌర శక్తి నుండి శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి బదులుగా యాంటెన్నాలను ఉపయోగించి రేడియో పౌన frequency పున్యం నుండి శక్తిని సేకరించడం ఆలోచన. ఈ వ్యాసం RF ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ గురించి వివరంగా చర్చిస్తుంది.

RF ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ ఎలా పని చేస్తుంది?

RF యొక్క అనేక వనరులు అందుబాటులో ఉన్నాయి, కాని మొదట అర్థం చేసుకోవలసిన ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, RF ను శక్తిగా లేదా విద్యుత్తుగా ఎలా మార్చాలి ? ప్రక్రియ చాలా సులభం, ఇది సిగ్నల్‌ను స్వీకరించే యాంటెన్నా యొక్క సాధారణ ప్రక్రియ వలె ఉంటుంది. కాబట్టి, సరళమైన రేఖాచిత్రాన్ని ఉపయోగించి మార్పిడి ప్రక్రియను అర్థం చేసుకుందాం.

మూలం (ఏదైనా పరికరం లేదా ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ కావచ్చు) RF సంకేతాలను ప్రసారం చేస్తుంది మరియు శక్తి మార్పిడి కోసం అంతర్నిర్మిత సర్క్యూట్ కలిగి ఉన్న అప్లికేషన్ సర్క్యూట్, RF ను అందుకుంటుంది, ఇది యాంటెన్నా యొక్క పొడవు అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కలిగిస్తుంది మరియు కదలికను సృష్టిస్తుంది యాంటెన్నా ద్వారా క్యారియర్‌లను ఛార్జ్ చేయండి. ఛార్జ్ క్యారియర్లు RF కి DC కన్వర్షన్ సర్క్యూట్‌కు వెళతాయి, అంటే ఛార్జ్ ఇప్పుడు తాత్కాలికంగా కెపాసిటర్‌లో నిల్వ చేయబడిన సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించి DC కరెంట్‌గా మార్చబడుతుంది. అప్పుడు పవర్ కండిషనింగ్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి, శక్తి విస్తరించబడుతుంది లేదా లోడ్ కోరుకున్న విధంగా సంభావ్య విలువకు మార్చబడుతుంది.

ఉపగ్రహ స్టేషన్లు, రేడియో స్టేషన్లు, వైర్‌లెస్ ఇంటర్నెట్ వంటి RF సంకేతాలను ప్రసారం చేసే అనేక వనరులు ఉన్నాయి. RF ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ సర్క్యూట్ దానితో జతచేయబడిన ఏదైనా అప్లికేషన్, సిగ్నల్ అందుకుంటుంది మరియు దానిని విద్యుత్తుగా మారుస్తుంది.

స్వీకరించే యాంటెన్నా సిగ్నల్ అందుకున్నప్పుడు మరియు యాంటెన్నా యొక్క పొడవు అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కలిగించినప్పుడు మార్పిడి ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది, ఇది యాంటెన్నా యొక్క ఛార్జ్ క్యారియర్‌లలో మరింత కదలికను కలిగిస్తుంది. యాంటెన్నా నుండి ఈ ఛార్జ్ క్యారియర్లు వైర్ల ద్వారా అనుసంధానించబడిన ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్ సర్క్యూట్‌కు వెళతాయి. ఆటంకం సరిపోలే నెట్వర్క్ (IMN) యాంటెన్నా (RF సోర్స్) నుండి అధికారం బదిలీ చూసుకుంటాడు ప్రతిశోధకానికి / వోల్టేజ్ గుణకం (లోడ్) గరిష్ట ఉంది. మూలం మరియు లోడ్ మధ్య వాంఛనీయ విద్యుత్ బదిలీ కోసం DC సర్క్యూట్లో ప్రతిఘటన వలె RF సర్క్యూట్‌లోని ఇంపెడెన్స్ చాలా ముఖ్యమైనది.

యాంటెన్నా వద్ద అందుకున్న RF సిగ్నల్ సైనూసోయిడల్ తరంగ రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అంటే AC సిగ్నల్ మరియు దీనిని DC సిగ్నల్‌గా మార్చాలి. IMN గుండా వెళ్ళిన తరువాత, రెక్టిఫైయర్ లేదా వోల్టేజ్ మల్టిప్లైయర్ సర్క్యూట్ అప్లికేషన్ అవసరానికి అనుగుణంగా సిగ్నల్‌ను సరిచేస్తుంది మరియు విస్తరిస్తుంది. రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్ సగం-వేవ్, ఫుల్-వేవ్ లేదా బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ కాదు, బదులుగా ఇది వోల్టేజ్ మల్టిప్లైయర్ (స్పెషల్ రెక్టిఫైయర్) సర్క్యూట్, ఇది సిగ్నల్‌ను సరిచేస్తుంది మరియు అప్లికేషన్ అవసరాన్ని బట్టి సరిదిద్దబడిన సిగ్నల్‌ను కూడా పెంచుతుంది.

వోల్టేజ్ గుణకాన్ని ఉపయోగించి AC నుండి DC కి మార్చబడిన విద్యుత్తు విద్యుత్ నిర్వహణ సర్క్యూట్‌కు వెళుతుంది, ఇది విద్యుత్తును నిల్వ చేయడానికి కెపాసిటర్ లేదా బ్యాటరీని ఉపయోగిస్తుంది మరియు అవసరమైనప్పుడు లోడ్ (అప్లికేషన్) కు సరఫరా చేస్తుంది.

లు ఏమిటి

ఇంతకు ముందే చెప్పినట్లుగా, RF సిగ్నల్స్ ఉపయోగించి చాలా పరికరాలు ఉన్నాయి అంటే శక్తిని కోయడానికి RF సిగ్నల్ స్వీకరించడానికి చాలా వనరులు ఉంటాయి.

శక్తి వనరుగా ఉపయోగించగల RF వనరులు:

• రేడియో స్టేషన్లు: పాతవి కాని విలువైనవి, రేడియో స్టేషన్లు క్రమం తప్పకుండా RF సంకేతాలను విడుదల చేస్తాయి, వీటిని శక్తి వనరుగా ఉపయోగించవచ్చు.
• టీవీ స్టేషన్లు: ఇది కూడా పాతది కాని విలువైన మూలం, ఇది సిగ్నల్స్ 24/7 ను పంపుతుంది మరియు మంచి శక్తి వనరుగా పరిగణించబడుతుంది.
• మొబైల్ ఫోన్లు & బేస్ స్టేషన్లు: బిలియన్ల మొబైల్ ఫోన్లు మరియు వాటి బేస్ స్టేషన్లు RF సంకేతాలను విడుదల చేస్తాయి, దీని ఫలితంగా మంచి శక్తి వనరులు.
• వైర్‌లెస్ నెట్‌వర్క్‌లు: ప్రతిచోటా అనేక వై-ఫై రౌటర్లు మరియు వైర్‌లెస్ పరికరాలు ఉన్నాయి మరియు అవి RF నుండి శక్తిని సేకరించడానికి మంచి వనరుగా కూడా పరిగణించాలి.

ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ప్రధాన పరికరాలు ఇవి, ఇవి RF యొక్క ప్రధాన వనరులు, ఇవి శక్తిని కోయడానికి ఉపయోగపడతాయి, అంటే విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

రేడియో ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ యొక్క ప్రాక్టికల్ అప్లికేషన్స్

RF వ్యవస్థను ఉపయోగించి ఎనర్జీ హార్వెస్టర్ యొక్క కొన్ని అనువర్తనాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి:

• RFID కార్డులు: RFID (రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఐడెంటిఫికేషన్) టెక్నాలజీ ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ భావనను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది RFID రీడర్ నుండి RF సిగ్నల్‌ను స్వీకరించడం ద్వారా దాని 'ట్యాగ్'ను వసూలు చేస్తుంది. అప్లికేషన్ మాల్స్, మెట్రోలు, రైలు స్టేషన్లు, పరిశ్రమలు, కళాశాలలు మరియు అనేక ఇతర ప్రదేశాలలో చూడవచ్చు.
• పరిశోధన లేదా మూల్యాంకనం: కంపెనీ పవర్‌కాస్ట్ ఒక మూల్యాంకన బోర్డును ప్రారంభించింది- “P2110 ఇవల్ బోర్డ్”, దీనిని పరిశోధన ప్రయోజనాల కోసం లేదా కొన్ని కొత్త అనువర్తనాల మూల్యాంకనం కోసం అవసరమైన మరియు అందుకున్న శక్తి మరియు మూల్యాంకనం తర్వాత చేయాల్సిన మార్పులను పరిగణనలోకి తీసుకోవచ్చు.

ఈ ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలతో పాటు, పారిశ్రామిక పర్యవేక్షణ, వ్యవసాయ పరిశ్రమ మొదలైన వాటిలో ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించగల అనేక రంగాలు ఉన్నాయి.

RF ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ యొక్క పరిమితులు

మంచి అనువర్తనాలు మరియు అనేక ప్రయోజనాలతో, కొన్ని ప్రతికూలతలు కూడా ఉన్నాయి మరియు ఆ విషయంలో ఉన్న పరిమితి కారణంగా ఈ ప్రతికూలతలు సంభవిస్తాయి.

కాబట్టి RF శక్తి పెంపకం వ్యవస్థకు పరిమితులు:

• ఆధారపడటం: RF శక్తి పెంపకం వ్యవస్థ యొక్క ఏకైక ఆధారపడటం అందుకున్న RF సంకేతాల నాణ్యత. వాతావరణ మార్పులు లేదా శారీరక అవరోధాల కారణంగా RF విలువను తగ్గించవచ్చు మరియు RF సిగ్నల్ యొక్క ప్రసారాన్ని నిరోధించగలదు, ఫలితంగా తక్కువ శక్తి అవుట్‌పుట్‌గా ఉంటుంది.
• సమర్థత: సర్క్యూట్ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలతో తయారైనందున, సమయంతో వారి కార్యాచరణను కోల్పోతారు మరియు తదనుగుణంగా మార్చకపోతే పేలవమైన ఫలితాలను ఇస్తారు. ఫలితంగా, ఇది మొత్తం సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు ప్రతిఫలంగా సరికాని ఉత్పత్తిని అందిస్తుంది.
• సంక్లిష్టత: సిస్టమ్ కోసం రిసీవర్ దాని అనువర్తనాలు మరియు పవర్ స్టోరేజ్ సర్క్యూట్ ఆధారంగా రూపొందించాల్సిన అవసరం ఉంది, ఇది నిర్మించడానికి మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది.
• ఫ్రీక్వెన్సీ: శక్తిని సేకరించడానికి RF సిగ్నల్‌ను స్వీకరించడానికి రూపొందించబడిన ఏదైనా సర్క్యూట్ లేదా పరికరం ఒక ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌ను మాత్రమే ఆపరేట్ చేయడానికి రూపొందించబడింది మరియు బహుళ కాదు. కాబట్టి, ఇది ఆ బ్యాండ్ స్పెక్ట్రంకు మాత్రమే పరిమితం.
• ఛార్జింగ్ సమయం: మార్పిడి నుండి గరిష్ట విద్యుత్ ఉత్పత్తి మిల్లీవాట్స్ లేదా మైక్రోవాట్లలో ఉంటుంది. కాబట్టి, అప్లికేషన్ ద్వారా అవసరమైన శక్తి ఉత్పత్తి చేయడానికి చాలా సమయం అవసరం.

ఈ పరిమితులు కాకుండా, రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ (ఆర్‌ఎఫ్) ఉపయోగించి ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ చాలా ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, దీని ఫలితంగా ఆటోమేషన్ ఇండస్ట్రీ, అగ్రికల్చర్, ఐఒటి, హెల్త్‌కేర్ ఇండస్ట్రీ మొదలైన వాటిలో ఇది అప్లికేషన్ కలిగి ఉంది.

RF ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ హార్డ్‌వేర్ మార్కెట్లో లభిస్తుంది

రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్‌కు మద్దతు ఇచ్చే మార్కెట్‌లో లభించే హార్డ్‌వేర్:

• పవర్‌కాస్ట్ పి 2110 బి: పవర్‌కాస్ట్ సంస్థ పి 2110 బిని విడుదల చేసింది, దీనిని మూల్యాంకనం కోసం మరియు అప్లికేషన్ ఆధారిత ఉపయోగం కోసం ఉపయోగించవచ్చు.

• అప్లికేషన్స్:
  • బ్యాటరీ లేని వైర్‌లెస్ సెన్సార్లు
    • పారిశ్రామిక పర్యవేక్షణ
    • స్మార్ట్ గ్రిడ్
    • రక్షణ
    • బిల్డింగ్ ఆటోమేషన్
    • ఆయిల్ & గ్యాస్
  • బ్యాటరీ రీఛార్జింగ్
    • నాణెం కణాలు
    • సన్నని-ఫిల్మ్ కణాలు
  • తక్కువ శక్తి ఎలక్ట్రానిక్స్

• లక్షణాలు:
  • అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం
  • దీర్ఘ-శ్రేణి అనువర్తనాలను ప్రారంభించే తక్కువ-స్థాయి RF సంకేతాలను మారుస్తుంది
  • 5 వరకు నియంత్రిత వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి.
  • 50mA అవుట్పుట్ కరెంట్ వరకు
  • సిగ్నల్ బలం సూచిక అందుకుంది
  • విస్తృత RF ఆపరేటింగ్ పరిధి
  • -12 dBm ఇన్‌పుట్‌కు ఆపరేషన్
  • మైక్రోప్రాసెసర్ నియంత్రణ కోసం బాహ్యంగా రీసెట్ చేయవచ్చు
  • పారిశ్రామిక ఉష్ణోగ్రత పరిధి
  • RoHS కంప్లైంట్

• పవర్‌కాస్ట్ పి 1110 బి: పి 2110 బి మాదిరిగానే, పవర్‌కాస్ట్ పి 1110 బి కింది లక్షణాలు మరియు అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.

• లక్షణాలు:
  • అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం,> 70%
  • తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం
  • లి-అయాన్ మరియు ఆల్కలీన్ బ్యాటరీ రీఛార్జింగ్‌కు మద్దతు ఇవ్వడానికి కాన్ఫిగర్ వోల్టేజ్ అవుట్‌పుట్
  • కెపాసిటర్ ఛార్జింగ్కు మద్దతు ఇవ్వడానికి 0V నుండి ఆపరేషన్
  • సిగ్నల్ బలం సూచిక అందుకుంది
  • విస్తృత ఆపరేటింగ్ పరిధి
  • -5 dBm ఇన్‌పుట్ శక్తికి ఆపరేషన్
  • పారిశ్రామిక ఉష్ణోగ్రత పరిధి
  • RoHS కంప్లైంట్

• అప్లికేషన్స్:
  • వైర్‌లెస్ సెన్సార్లు
    • పారిశ్రామిక పర్యవేక్షణ
    • స్మార్ట్ గ్రిడ్
    • నిర్మాణ ఆరోగ్య పర్యవేక్షణ
    • రక్షణ
    • బిల్డింగ్ ఆటోమేషన్
    • వ్యవసాయం
    • ఆయిల్ & గ్యాస్
    • స్థానం-అవగాహన సేవలు
  • వైర్‌లెస్ ట్రిగ్గర్
  • తక్కువ శక్తి ఎలక్ట్రానిక్స్.

ఇవి మార్కెట్లో లభించే రెండు RF- ఆధారిత శక్తి పెంపకం పరికరాలు మరియు వీటిని పవర్‌కాస్ట్ సంస్థ అభివృద్ధి చేసింది .

IOT అనువర్తనాలలో RF ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ ఉపయోగం

ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల ఆటోమేషన్‌లో ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ (ఐఒటి) యొక్క పెరుగుతున్న ప్రజాదరణతో, ఇళ్ళు మరియు పరిశ్రమల కోసం ఐఒటి అనువర్తనాలు అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి, ఇవి ట్రిగ్గర్ కోసం ఎదురుచూస్తున్న సంవత్సరాలుగా శక్తివంతంగా ఉండవచ్చు. శక్తి పెంపకం సామర్ధ్యంతో, ఇటువంటి పరికరాలు వాచ్యంగా తమ సొంత బ్యాటరీలను రీఛార్జ్ చేయడానికి లేదా పర్యావరణం నుండి తగినంత శక్తిని సేకరించడానికి గాలి నుండి శక్తిని బయటకు తీయగలవు, తద్వారా బ్యాటరీకి బాహ్య శక్తి వనరులు కూడా ఛార్జ్ చేయవలసిన అవసరం ఉండదు. ఇటువంటి స్వీయ-శక్తి సెన్సార్లు ఇప్పుడు సాధారణంగా " జీరో-పవర్" గా సూచిస్తారువైర్‌లెస్ సెన్సార్లు సెన్సార్ డేటాను నేరుగా IoT క్లౌడ్‌లో అందించే సామర్థ్యం కోసం, స్పష్టమైన శక్తి వనరులు లేని వైర్‌లెస్ గేట్‌వేను ఉపయోగిస్తాయి. అందుబాటులో ఉన్న RF శక్తి వనరుల నుండి శక్తిని సేకరించడం ద్వారా, రిమోట్ పర్యవేక్షణ వంటి తక్కువ-నిర్వహణ అనువర్తనాల కోసం కొత్త తరం అల్ట్రా-తక్కువ-శక్తి (ULP) వైర్‌లెస్ పరికరాలు, IoT సెన్సార్లు వంటివి అభివృద్ధి చేయబడతాయి.

మొబైల్ పరికరాల కోసం పొడిగించిన బ్యాటరీ జీవితాన్ని మరియు కొన్ని ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల కోసం బ్యాటరీ రహిత ఆపరేషన్‌ను ఎనేబుల్ చేయగలగటం వలన శక్తి పెంపకం వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్లకు “తోడుగా” సాంకేతికత వలె పరిగణించబడుతుంది.